农博网:中国海洋大学教授研发海洋水稻

中国海洋大学教授研发海洋水稻如果给你一碗蓝色大米，你敢吃吗？这听似天方夜谭的事情，有可能在不久的将来就变成现实。记者11月18日从中国海洋大学获悉，海大教授张学成已经成功克隆螺旋藻藻蓝蛋白基因，并导入水稻胚乳基因组。海大也已与由袁隆平领导的国家杂交水稻研究中心正式签约，共同研发含有海洋基因的新型水稻。据悉，由于螺旋藻属于蓝藻，含有藻蓝蛋白基因的水稻，从种子开始就将成为蓝色，而长大的水稻也将
从普通的白色变成蓝色，这意味着人们平时所吃的白米要变成“蓝米”。

教授克隆基因耗时六年

18日下午，记者采访了海大海洋生命学院教授、博士生导师张学成，今年已经68岁的张学成从事了一辈子的藻类研究。“在2002年的时候，袁隆平院士委托他的博士生赵炳然联系到我，希望合作开发利用藻类基因资源对水稻种植进行种植改良的技术，我觉得前景很好，便同意了合作。从那年开始，我带着我的博士生和研究生开始了这方面的研究。”张学成当时既为能把自己的成果与国计民生“主战场”相结合而欢欣鼓舞，也体会到介入新的领域的艰辛，他每天工作十几个小时，有时连饭也顾不上吃。

张学成的研究之路并不平坦，中间走过了不少弯路，“这个项目世界上研究的人都很少，只能自己去开拓，我起先是想把螺旋藻等藻类中的DNA‘打碎’，再移入水稻中进行重组，在出现新性状的水稻植株中筛选良种，实验了很多次没成功。”在2007年底，张学成突然想到了用克隆基因的方法，“我想只克隆藻类中对人体有用的功能基因，再利用克隆功能基因移入水稻叶绿体基因，这样就可以提高水稻的光合效率和改善稻米营养质量。”在今年10月初，张学成最终成功克隆了螺旋藻中藻蓝蛋白基因，随后导入水稻胚乳中，而且申请了专利技术。

牵手袁隆平共同研发

在张学成克隆螺旋藻藻蓝蛋白基因并成功移入水稻胚乳以后，10月份，他与海大于宜法副校长赴长沙访问了国家杂交水稻研究中心，会见了“杂交水稻之父”、中国工程院院士、国家杂交水稻工程技术研究中心主任袁隆平，约定与中国“杂交水稻之父”共同研发新型海洋基因水稻。海大还与国家杂交水稻研究中心正式签约，联合开展“导入海洋生物功能创制水稻新种质”的研究。

张学成表示，螺旋藻的光能利用率为10%～15%，可高达18%，远高于一般高等植物，水稻光能利用效率还不到4%，新型水稻的光合作用将大增。记者随后联系到了袁隆平院士的博士生赵炳然，“我们希望能够把更多的海洋生物功能基因导入水稻中，现在杂交水稻亩产量已经达到了800公斤，达到了顶峰，增产已很困难。而通过转移螺旋藻捕光色素藻蓝蛋白等相关基因，拓宽水稻的吸收光谱，可能提高水稻光合效率，就能够达到增产目的。”赵炳然说，目前他们所正在进行转基因水稻株系筛选，但新型水稻何时能够面世还无法确定，还有些技术难题有待攻破。

“海洋水稻”有望喝海水

张学成告诉记者，如果这种含有海洋基因的新型水稻能够研究成功，并成功移入耐盐基因，那么在不久的将来，水稻的灌溉很可能还会用海水。“水稻整个生长期内，在水田中均需要灌满水，对水资源需求很大，但是我国是一个缺水的国家，将含有耐盐性的海洋基因转移到水稻中，培养出可以采用海水灌溉的水稻，就会大大降低淡水需求。”张学成表示，中国水稻种植每年都是用水大户，如果能够用海水灌溉，那么所节省的淡水资源和经费是很可观的。

耐盐型水稻不仅能节省淡水，而且也可以在沿海滩涂、盐碱地进行推广种植。“滩涂地和盐碱地一般意味着低产乃至绝收，但如果能够大面积推广含有耐盐基因的新型水稻，那么让盐碱地上稻米飘香就不再是梦想。”张学成告诉记者，虽然把海洋生物中的耐盐基因移入水稻中目前还很困难，但如果这个设想实现，将对发展耕地面积和增加粮食产量产生深远影响。

螺旋藻简介

螺旋藻是一类低等植物，属于蓝藻门，颤藻科。它们与细菌一样，细胞内没有真正的细胞核，所以又称蓝细菌。蓝藻的细胞结构原始，且非常简单，是地球上最早出现的光合生物，在这个星球上已生存了35亿年。它生长于水体中，在显微镜下可见其形态为螺旋丝状，故而得名。数百年前非洲一些部落就将螺旋藻制成藻饼食用。近几十年来，科学家发现螺旋藻是人类迄今为止所发现的最优秀的纯天然蛋白质食品源，并且蛋白质含量高达60%～70%，相当于小麦的6倍，且消化吸收率高达95%以上。其特有的藻蓝蛋白，能够提高淋巴细胞活性，增强人体免疫力。

“蓝色大米”好处多

“变化的不仅仅是大米的颜色，这种新型大米不但色香味美，而且营养价值也将大幅度提高，‘食药同源’、‘吃出健康来’将可以在我们的饭桌上得以实现。”张学成介绍，这种“蓝色”大米会让原本水稻中缺少的赖氨基酸得到有效补充。赖氨基酸对于骨骼疏松症具有预防和治疗的作用，增强人体的免疫能力。藻蓝蛋白还具有提高免疫力、抑制肿瘤和抗病毒等重要的生理功能，其中还含有种名叫降钙素的激素，能够有效促进骨钙的吸收。